肾上腺疾病动物模型:嗜铬细胞瘤的动物模型

嗜铬细胞瘤是来源于嗜铬细胞的一种神经内分泌肿瘤。在人类的几种家族性肿瘤综合征中发病率较高。人们可以用许多物质诱导鼠嗜铬细胞瘤的发生,这些物质可直接刺激嗜铬细胞增生。有证据表明,同源体细胞的遗传变异可能与人和鼠类的嗜铬细胞瘤发生有关。神经生长反应因子PC12细胞系来源于鼠嗜铬细胞瘤,已成为神经生物领域的重要研究工具。近年来,嗜铬细胞瘤细胞株主要来源于神经纤维瘤基因敲除鼠,对PC12细胞是一种补充。

鼠嗜铬细胞瘤细胞株的优点是存在肾上腺素合酶、苯乙醇胺-N-甲基转移酶(PNMT)和酪氨酸激酶受体(Ret)高表达,较好地模拟了人类散发性和家族性嗜铬细胞瘤。其缺点是靶激素的表达欠稳定,表型不典型。虽然该肿瘤细胞可持续培养数月,但是要建立嗜铬细胞瘤细胞株很困难。

大鼠嗜铬细胞瘤模型为病因研究提供方便

许多种系的大鼠都会发生嗜铬细胞瘤,包括生长过程中自发的和某些药物、食物、化学物质及其他试剂诱导的嗜铬细胞瘤模型。一般雄鼠的损害较雌鼠多见,肿瘤常为双侧性或多部位性。

利血平能诱导大鼠肾上腺髓质增生及嗜铬细胞瘤,增加嗜铬细胞的突触刺激,而维生素D能干扰钙离子的平衡,可能是体内刺激嗜铬细胞增生的潜在因素。接受各种剂量维生素D的大鼠饲养到26周,最后1周用溴脱氧尿苷(bromodeoxyuridine,BrdU)作为增生性细胞的标记,肾上腺石蜡切片,用BrdU及酪氨酸羟化酶(TH)免疫组化双染,或用PNMT鉴定嗜铬细胞增生,鉴别去甲肾上腺素(NE)细胞和肾上腺素(E)细胞,用胆碱能转运小泡染色观察神经末梢的细胞分布。

嗜铬细胞瘤细胞系成为该领域的重要细胞株

1980年,有人将鼠嗜铬细胞瘤细胞PC12细胞株注射到大鼠的皮下,形成了有功能的嗜铬细胞瘤。动物出现体重减轻、高血压和血液浓缩。该模型可用于嗜铬细胞瘤的病理学研究。但原代培养的人、大鼠或小鼠嗜铬细胞很快停止增殖,因而需要建立嗜铬细胞瘤细胞系。经BrdU脉冲标记后,TH和BrdU免疫细胞化学染色能从原代培养的细胞中分辨出嗜铬细胞瘤细胞,从而能快速估计细胞株建立是否成功。PC12细胞株是一种具有代表性的大鼠嗜铬细胞瘤细胞株,建立于1976年,目前已成为该研究领域中一种重要的细胞株。PC12细胞株最初用于研究神经生长因子(NGF)信号和神经分化,目前也用于神经遗传性疾病、病毒感染、双极情绪性疾病的研究。PC12细胞株的表型稳定,然而对NGF反应减低使能分泌大量颗粒的细胞数目减少。细胞的特点也受培养环境的影响,细胞培养液为DMEM。

近年建立了来自Nf1杂合基因敲除小鼠的嗜铬细胞瘤MPC细胞株,MPC1细胞与PC12的显著差异在于MPC细胞很少或不表达NGF受体TrkA,并对NGF没有反应。然而,所有的MPC细胞表达高水平的Ret,有些对神经营养因子有反应,因此该细胞株对Ret信号途径研究有独特的价值。用PC12鼠嗜铬细胞瘤细胞构建恶性嗜铬细胞瘤及体内器官转移的动物模型也获得成功。PC12细胞异种移植到BALB/ cNCR-NU鼠后出现了嗜铬细胞瘤,并发生肿瘤转移(淋巴结、肺、肝脏等)。

人工诱发的嗜铬细胞瘤动物模型意义未明

烟碱诱导鼠肾上腺髓质增生,可用于嗜铬细胞瘤动物模型的建立。给予Wistar雄鼠每天4mg/kg烟碱,持续9周后观察到了一系列的肾上腺髓质的阳性改变。肾上腺分泌的NE和尿肾上腺素显著增高。电镜观察发现肾上腺髓质增生,细胞功能活跃,胞质扩大,粗面内质网扩张,细胞内儿茶酚胺颗粒的数目和密度增加。在停用烟碱后3周,上述代谢改变可以逆转。(皮银珍)

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